[發明專利]一種水輪機尾水管動態特征的提取方法

有效

• 申請號: 201410140330.0
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN103955601B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 安學利;潘羅平
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧

1.一種水輪機尾水管動態特征的提取方法，其包括以下步驟：

1）通過對水電機組進行現場試驗，采集水輪機尾水管在無渦帶、有渦帶和渦帶嚴重三種狀態時的壓力脈動信號；

2）對步驟1）中采集的水輪機尾水管三種狀態時的壓力脈動信號進行重新采樣，去除壓力脈動信號中的高頻干擾；

3）采用固有時間尺度分解方法對重新采樣后的三種狀態下的壓力脈動信號進行分解，對應三種狀態下的壓力脈動信號，均得到一個單調的基線向量和若干個固有旋轉分量；

4）通過分別計算由步驟3）得到的水輪機尾水管在三種狀態下的固有旋轉分量的近似熵，完成對水輪機尾水管動態特征的提取。

2.如權利要求1所述的一種水輪機尾水管動態特征的提取方法，其特征在于：所述步驟3）中，對重新采樣后的三種狀態下的壓力脈動信號進行分解，其包括以下步驟：

①采用固有時間尺度分解方法，對重新采樣后水輪機尾水管在無渦帶時的壓力脈動信號X_t進行分解，t＝1,2,…,N，其包括以下步驟：

Ⅰ、找出壓力脈動信號X_t的三個極值X_k、X_k+1和X_k+2，τ_k、τ_k+1和τ_k+2分別為壓力脈動信號X_t取得極值X_k、X_k+1和X_k+2時時間軸對應的極值點；

Ⅱ、根據壓力脈動信號X_t的三個極值X_k、X_k+1和X_k+2，計算得到基線向量L_t,1在極值點τ_k+1上的極值L_k+1：

Lk+1=α[Xk+(τk+1-τkτk+2-τk)(Xk+2-Xk)]+(1-α)Xk+1,]]>

式中，α是分解增益控制因子，α∈(0,1)，α取0.5；

Ⅲ、采用與步驟Ⅰ和步驟Ⅱ相同的方法，根據式（1）計算得到基線向量L_t,1在極值點τ_k上的極值L_k；在連續時間間隔(τ_k,τ_k+1]上，根據壓力脈動信號X_t及其極值點X_k和X_k+1以及基線向量L_t,1分別在極值點τ_k和極值點τ_k+1上的極值L_k和L_k+1，計算得到基線向量L_t,1為：

Lt,1=ξXt=Lk+(Lk+1-LkXk+1-Xk)(Xt-Xk),]]>

根據壓力脈動信號X_t和基線向量L_t,1，計算得到固有旋轉分量H_t,1為：

H_t,1＝X_t-L_t,1；

Ⅳ、將基線向量L_t,1作為新的壓力脈動信號，重復步驟Ⅰ～步驟Ⅲ，依次循環n-1次，直到獲得一個單調的基線向量L_t,n；根據壓力脈動信號X_t和基線向量L_t,2，L_t,3，…，L_t,_n，計算得到n-1個固有旋轉分量H_t,2,H_t,3,…,H_t,n，即壓力脈動信號X_t分解為：

Xt=Σs=1nHt,s+Lt,n;]]>

②采用與步驟①相同的方法，分別對水輪機尾水管在有渦帶和渦帶嚴重時的壓力脈動信號進行分解，直到分別獲得一個單調的基線向量和若干個固有旋轉分量。